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什么叫總有機(jī)碳(TOC)?
水中的有機(jī)物質(zhì)的含量,以有機(jī)物中的主要元素一碳的量來表示,稱為總有機(jī)碳。TOC的測定類似于TOD的測定。在950℃的高溫下,使水樣中的有機(jī)物氣化燃燒,生成CO2,通過紅外線分析儀,測定其生成的CO2之量,即可知總有機(jī)碳量。在測定過程中水中無機(jī)的碳化合物如碳酸鹽、重碳酸鹽等也會(huì)生成CO2,應(yīng)另行測定予以扣除。
若將水樣經(jīng)0.2μm微孔濾膜過濾后,測得的碳量即為溶解性有機(jī)碳(DOC)。TOC、DOC是較為經(jīng)常使用的水質(zhì)指標(biāo)。
什么是水的酸度?
水的酸度是指水中所含能提供H離子與強(qiáng)堿(如NaOH、KOH等)發(fā)生中和反應(yīng)的物質(zhì)總量。這些物質(zhì)能夠放出H,或者經(jīng)過水解能產(chǎn)生H。水中形成酸度的物質(zhì)有三部分:
(1)水中存在的強(qiáng)酸能全部離解出H,如硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCl)、(HNO3)等;
(2)水中存在的弱酸物質(zhì),如游離的二氧化碳(CO2)、碳酸(H2CO3)、(H2S)、醋酸(CH3COOH)和各種有機(jī)酸等;
(3)存在的強(qiáng)酸弱堿組成的鹽類,如鋁、鐵、銨等離子與強(qiáng)酸所組成的鹽類等。
天然水中,酸度的組成主要是弱酸,也就是碳酸。天然水中在一般的情況下不含強(qiáng)酸酸度。水中酸度的測定是用強(qiáng)堿的標(biāo)準(zhǔn)溶液(如0.1mol/LNaOH)來滴定水中。如用橙指示劑所測得的酸度是指強(qiáng)酸酸度和強(qiáng)酸弱堿形成鹽類的酸度;而用酚酞指示劑所測得的酸度包括了上述三部分酸度,即稱為總酸度。
如何根據(jù)硬度和堿度的關(guān)系了解水質(zhì)?
天然水中的硬度主要是指Ca2 、Mg2 等金屬離子,水中的堿度主要是指碳酸氫鹽堿度HCO3-。而水中主要存在的離子有Ca2 、Mg2 、Na 、K 和HCO3-、SO42-、Cl-等。水中的硬度與硬度之間的關(guān)系分為三種情況。
(1)堿度>硬度(以mol/L計(jì))HCO3->(Ca2 、Mg2 水中的硬度(Ca2 、Mg2 )都變成為碳酸氫鹽,并同時(shí)還有Na 、K 的碳酸氫鹽,但沒有非碳酸鹽硬度在。此時(shí),堿度減去硬度所得的差值等于Na 、K 的碳酸氫鹽。這部分多出的Na 、K 的碳酸氫鹽堿度即所謂過剩堿度亦稱為負(fù)硬度。
(2)堿度=硬度(以mol/L計(jì))即HCO3-=(Ca2 、Mg2 )此時(shí)只有Ca2 、Mg2 的硬度及其碳酸氫鹽堿度,既無非碳酸鹽硬度,亦無Na 、K 的碳酸氫鹽。
(3)堿度<硬度(以mol/L計(jì))即HCO3-<(ca2 、mg2 )。此時(shí)又有兩種情況,一是ca2 >HCO3-的鈣硬水,此時(shí)水中有非碳酸鹽硬度CaSO4、MgSO4的存在,但沒有鎂的碳酸鹽硬度Mg(HCO3)2。另一種情況是Mg2 >HCO3-的鎂硬水,水中有鎂的碳酸鹽硬度Mg(HCO3)2的存在,但沒有鈣的非碳酸鹽硬度存在,而有鎂的非碳酸鹽硬度MgSO4的存在。但上述兩種情況,無論是哪種,水中都有非碳酸鹽的硬度存在,而沒有Na 、K 的碳酸氫鹽存在。
什么是水的堿度?水中的堿度有哪幾種形式存在?
水的堿度是指水中能夠接受H離子與強(qiáng)酸進(jìn)行中和反應(yīng)的物質(zhì)含量。水中產(chǎn)生堿度的物質(zhì)主要由碳酸鹽產(chǎn)生的碳酸鹽堿度和碳酸氫鹽產(chǎn)生的碳酸氫鹽堿度,以及由氫氧化物存在和強(qiáng)堿弱酸鹽水解而產(chǎn)生的氫氧化物堿度。
所以,堿度是表示水中CO32-、HCO3-、OH-及其他一些弱酸鹽類的總和。這些鹽類的水溶液都呈堿性,可以用酸來中和。然而,在天然水中,堿度主要是由HCO3-的鹽類所組成。
可認(rèn)為:總堿度M=[HCO3-]2[CO32-][OH-]-[H]當(dāng)pH值大于7.0時(shí),[H]可略去,故,M=c(Bx-)=[HCO3-][2CO32-][OH-]mol/L形成水中堿度的物質(zhì)碳酸鹽和碳酸氫鹽可以共存,碳酸鹽和氫氧化物也可以共存。
然而,碳酸氫鹽與氫氧化物不能同時(shí)存在,它們?cè)谒心芷鹑缦路磻?yīng):HCO3-OH-==CO32-H2O由此可見,碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物可以在水中單獨(dú)存在,除此之外,還有兩種堿度的組合,所以,水中的堿度有五種形式存在,即:
(1)碳酸氫鹽堿度HCO3-;
(2)碳酸鹽堿度CO32-;
(3)氫氧化物堿度OH-;
(4)碳酸氫鹽和碳酸鹽堿度HCO3-CO32-;
(5)碳酸鹽和氫氧化物堿度CO32-OH-。